陶 源，宋海滨（中国移动通信集团设计院有限公司陕西分公司，陕西西安710065）

0 引言

随着网络和技术的不断发展，C-RAN的概念也在不断地演进完善。C-RAN是具有“集中化、协作化、云计算化”特征的“绿色节能”的无线接入网络构架。针对5G高频段、大带宽、多天线、海量连接和低时延等需求，通过引入集中和分布单元（CU/DU）的功能重构，及下一代前传网络接口NGFI的前传架构，5G C-RAN的概念在进一步发展演进。

在4G时代无线网的建设中，庞大的建设规模造成前传网络对传输的资源要求过高，已经远超传输网的资源承载能力和建设能力，由此造成C-RAN在中国移动网络的应用受到一定限制，发展速度缓慢。近年来，随着无源波分技术和CPRI压缩技术的引入和发展，对于光纤资源消耗过多的问题提出了有效的解决方案。

面向5G时代，基于集中/分布单元（CU/DU）的两级架构也已经被业界所认可，这一网络架构与无线云化共同构成了5G C-RAN的2个基本要素，C-RAN的应用范围在5G时期将会进一步扩大。本文将针对目前S省移动传送网现状，从C-RAN部署的机房选择、部署模式、城域传送网演进策略等方面进行探讨分析。

1 C-RAN部署的机房选择

结合目前某运营本地网汇聚机房规划建设情况，C-RAN部署可选择的机房有4种，分别为骨干汇聚机房、普通汇聚机房、业务汇聚机房和基站机房（见表1）。

表1 机房层级与定位

不同机房对应的网络层级如图1所示。

图1 机房和网络层级对应关系示意图

根据DU集中程度不同，对于机房空间、市电容量、机房的安全性、稳定性要求也各不相同，集中规模越大对机房的要求越高。

针对骨干汇聚机房和普通汇聚机房，S省建设标准要求可用面积不小于60 m2，可装机位置不少于30个标准机位（1个标准机位定义为机柜宽600 mm，深600 mm，高2 000～2 200 mm）。资源调查的结果显示，目前已安装设备占用标准机位10～15个。选择骨干汇聚机房和普通汇聚机房作为集中机房时，建议集中DU数量最大不超过30个，需要3～4个标准机位。现有空间可满足近期无线设备安装需求。目前普通汇聚机房市电引入容量为30 kW，骨干汇聚机房市电引入50 kW。单DU最大功耗约500 W，总功耗需求最大约15 000 W。目前机房市电引入容量仅能满足传输专业需求，建议综合考虑各专业需求对机房电源系统进行扩容，并对市电引入进行扩容。

针对业务汇聚机房，S省建设标准要求可用面积为25～30 m2，可装机位置不少于8个标准机位。根据近期传输设备需求预测，传输网需占用3～4个标准机位。选择业务汇聚机房作为集中机房时，建议集中DU数量不超过10个，无线共需要1～2个标准机位，目前机房剩余空间可满足无线新增设备需求。建设标准中要求业务汇聚机房市电引入容量不小于20 kW。在DU数不超过10个，无线设备总功耗不超过6 kW时，目前市电容量的建设标准可满足无线设备和传输设备需求，未来如果设备功耗增加，需根据需求扩容市电容量。

考虑到基站机房的产权不是自有，稳定性无法保证，且空间和电源条件有限，不建议作为C-RAN部署的机房。如所在区域有业务需求，且新建机房建设难度过大，可选择的装机位置不少于3个，物业关系稳定，光缆进出局方便，可长期使用的基站机房作为补充部署C-RAN，建议集中DU数量不超过5个。

2 C-RAN部署的模式

根据C-RAN部署可选择的机房类型、集中DU的数量、单机房覆盖面积等条件，将部署模式分为大型集中部署、小型集中部署和分散部署3种，如表2所示。

表2 C-RAN机房选择和部署模式

3种模式对应机房位于传送网的不同层级，前传对应传送网的需求也不同。为解决前传网络的资源需求压力，目前业内有CPRI压缩单芯双向光纤直驱、有源波分WDM、无源彩光WDM 3种方案，其组网拓扑如图2所示，具体方案对比如表3所示。

图2 前传解决方案组网拓扑图

表3 前传解决方案对比

综合成本和部署难易度等因素，在纤芯资源充足的情况下，采用光纤直驱模式；光缆资源紧张的区域，可以采用无源彩光WDM方案。有源WDM对部署要求和成本均较高，可作为少部分场景的补充，本文中主要对光纤直驱和无源彩光WDM 2种方案进行分析。

大型集中化部署模式下，DU池位于骨干/普通汇聚机房，前传有3种场景（见图3）。

场景①无源波分部署在分纤点，收敛附近AAU上联纤芯的需求，通过主干光缆环上联至DU池。

场景②无源波分部署在物业点或小区内，收敛AAU上联纤芯的需求，通过主干光缆上联至DU池。

场景③光纤直驱：AAU数量较少（＜3个），占用主干光缆纤芯少于6芯，且主干光缆纤芯资源充足，采用光纤直驱模式。

小型集中化部署模式下，DU池位于业务汇聚机房，前传的3种模式与大型集中化部署场景类似，但进一步减少了对主干光缆环的纤芯需求，如图4所示。

图3 大型化集中模式示意图

分散部署模式下，DU池位于条件较好的基站机房，前传有2种场景，目前已在室分和微站的建设中应用，以光纤直驱模式为主，无源波分为辅，对光缆网的纤芯需求最小。在该模式下，需要新建部分联络光缆将基站光缆和光缆网的分纤点进行沟通，并将DU池基站作为城域光缆网的分纤点，如图5所示。

3 面向5G C-RAN城域传送网的演进策略

3.1 城域光缆网演进策略

3.1.1 结合综合业务区微网格进行C-RAN区的规划

图4 小型化集中模式示意图

目前某运营商城域光缆网规划的总体思路为：形成以分纤点为中心的微格化业务接入模式和点（分纤点）、线（主干/末端接入光缆）、面（综合业务接入区架构）相结合的三位一体接入能力，实现2G/3G/4G基站、集客专线、家庭宽带、WLAN在内的所有业务在“一张光缆网”的统一承载。

图5 分散部署模式示意图

如采用大型和小型集中模式部署，光缆网的目标架构和C-RAN的网络架构比较类似。在光缆网规划建设中需要结合C-RAN机房规划和光缆网微网格的划分，进一步确定C-RAN区的规划。C-RAN区的划分要求每个分纤点唯一上联归属于一个C-RAN机房，由归属于同一C-RAN机房的所有分纤点覆盖的多个微网格共同组成C-RAN区（见图6）。

3.1.2 结合C-RAN区进行光缆网结构优化

图6 微网格、C-RAN区和综合业务接入区对应关系示意图

在明确了C-RAN区的规划后，需要在分纤点的建设和光缆环网架构调整方面采取针对性的优化措施，以满足C-RAN部署的光缆资源需求。

分纤点的建设方面：需加大分纤点密度应对站点加密需求以及5G超密集组网。需加大分纤点容量和主干光缆容量，应对接入站点增加的需求。分纤点需满足无源波分设备的安装需求。

光缆环网结构调整方面：新建部分联络光缆，对现有光缆环进行优化，避免出现接入跨区。综合接入区内的主干光缆环，由环形双跨为主的结构，优化为同时支持双跨和单节点的网格化结构，如图7所示。

图7 光缆网结构优化方案示意图

现状：C-RAN区1内的基站1、基站2的AAU上联至机房2的DU池中，但基站3上联机房2内，导致同一个C-RAN区的基站归属不同的DU池，不符合C-RAN架构的要求。

优化后：通过新建联络光缆优化原有光缆环结构，基站1、基站2和基站3均可上联至机房2的DU池，满足C-RAN架构要求。

3.2 城域传送网演进策略

5G承载需求取决于5G业务及网络架构的变化。其中，5G业务需求直接影响传送网的技术指标，如带宽、时延和时钟精度等；而5G无线网和核心网的架构变化则引发了相应的传送网架构的变化，并对网络功能提出新要求，包括网络切片、增强路由转发功能等。

5G业务的高速率、超密集组网、低时延等特性，对传送网提出了大容量、扁平化的要求，预计PTN网络核心汇聚环网将向超T级组网发展，接入层将向50～100GE升级。OTN网络超100G技术也不断成熟，并将逐步下沉至接入层，来满足网络扁平化需求。

在当前阶段，笔者建议C-RAN的回传组网应基于C-RAN机房分布和主干光缆资源规划新的接入层环网，实现C-RAN机房节点单独组环。采用该方案，一方面可以满足承载C-RAN的接入环路由安全性、容量等方面相比一般机组接入环更高的要求，另一方面方便后期对环网带宽进行扩容和架构优化。环网容量初期不应少于10GE，随业务增长可扩容到50～100GE。近期可优先完成基础资源架构调整，充分利用现网资源基于PTN系统扩容满足5G初期快速部署的需求，中后期面向5G C-RAN在不同层面部署CU/DU的需求，可采用切片分组网（SPN）组网，或同环结构叠加OTN系统等方案，提供大带宽、低时延、一跳直达的网络能力，满足网络容量增长和扁平化的要求（见图8）。

图8 传送网演进方案示意图

4 结束语

关于5G的网络架构以及面向5G的传送网承载模式和演进策略，目前业界仍在研究探讨，但面向5G的C-RAN架构已经得到广泛的接纳。近期的网络建设仍然需要以机房、管线等基础资源储备和光缆网架构调整为主。本文提出的仅是一种解决思路，随着业界研究实践的不断深入，还需不断丰富完善。